4.6 Розгалужені рейкові кола

ІЗОЛЯЦІЯ РЕЙКОВИХ КІЛ

Для контролю стану вільності колій і стрілок, підвищення безпеки руху поїздів і найбільш ефективного використання колійного розвитку для поїзної і маневрової роботи станційні колії і стрілочні ділянки обладнують електричними рейковими колами.

Завдяки рейковим колам на станціях з електричною централізацією:

- світлофор відкривається тільки при вільності колій і стрілочних ділянок, які входять в маршрут;

- виключається переведення централізованих стрілок до повного їх звільнення рухомим складом;

- дозволяючий вогонь автоматично змінюється на забороняючий після зайняття будь-якої ізольованої ділянки, що входить в маршрут;

- виключається розмикання маршруту або окремих його секцій до повного звільнення його всім рухомим складом;

- контролюється стан колій і стрілочних ділянок на апараті управління.

Розбивка станційних колій на ізольовані ділянки і об'єднання в одну ділянку декількох стрілок повинні забезпечувати найбільш ефективну експлуатаційну роботу станції з урахуванням найбільш раціонального використання й забезпечення надійності роботи апаратури, обладнання, сигнального кабелю та інших технічних засобів автоматики.

На станції кожна приймально-відправна колія обладнується окремим рейковим колом. З точки зору експлуатаційної роботи станції можна було б кожну стрілку виокремити в ізольовану ділянку, при цьому забезпечувалося б швидке звільнення окремих ділянок, по яким може бути встановлений інший маршрут. Однак це призводить до подорожчання пристроїв і підвищення трудових затрат на їх обслуговування. Тому в більшості випадків декілька стрілок об'єднують в одну ізольовану ділянку і називаються такі рейкові розгалуженими. Розгалужені рейкові кола мають один живлячий і 2-3 релейних кінці в залежності від числа відгалужень. Розгалужене рейкове коло має контроль вільності, коли вільні всі його відгалуження, і контроль зайнятості, коли зайняте хоча б одне відгалуження або живлячий кінець.

В одну ізольовану ділянку можна включати не більше трьох одиночних (рис.а) або двох перехресних стрілочних переводів. Найменування стрілочних ізольованих ділянок складається з номерів крайніх стрілок, що входять в ізольовану ділянку, і літер СП, наприклад 1-5 СП (рис.а).

Стрілки в ізольовані ділянки об'єднують таким чином, щоб не створювалася зайва ворожість маршрутів. Стрілки з'їзду включають в різні ізольовані ділянки (рис.б), щоб не перешкоджати можливості встановлення двох неворожих маршрутів по стрілкам 1 і 3 (рис.б). Також в різні ізольовані ділянки включають стрілки, по яким можливі одночасні неворожі маршрути (рис.в).

Розміщення ізолюючих стиків і приборів рейкових кіл стрілочних ізольованих ділянок повинно забезпечувати обтікання струмом рамних рейок стрілок і найбільшого числа з'єднувачів, а також зменшення довжин відгалужень, що не обтікаються сигнальним струмом.

Розглянемо схему встановлення ізолюючих стиків та рейкових з'єднувачів на стрілочній секції для обладнання її рейковим колом (див. рис.нижче). На стрілочних секціях ізостики 1 встановлюють на відстані 3,5 м від граничного стовпчика і біля кінців рамних рейок (на станціях з ЕЦ при маневрових переміщеннях по замкненим маршрутам). Різниця у встановленні ізостиків 2 на протилежних рейках колії на перехідній колії з'їзду і на стрілочних переводах має бути не більше 1,6 м.

В розгалужених рейкових колах, як і в нерозгалужених, рейкові нитки слугують провідником сигнального струму між джерелом живлення і колійним приймачем. Жирною лінією позначаються рейкові нитки, до яких підключається один полюс джерела живлення, а другий полюс підключають до рейкових ниток, позначених тонкою лінією. Таке умовне позначення використовується при складанні технічної документації на станційні рейкові кола для дотримання чергування полярності джерел живлення в рейкових нитках біля ізостиків. Чергування полярності необхідне для контролю пошкодження ізостиків. Ізостики 1 розділяють суміжні рейкові кола. Для виключення короткого замикання рейкових ниток хрестовинами на стрілочних переводах встановлюють ізостики 2. Надійний електричний контакт між окремими рейковими ланцюгами забезпечують стикові з'єднувачі 3 і стрілочні з'єднувачі 4, 5, 6, 7 з різними довжинами і поперечним перетином.

На двониткових планах ізоляції живлячий кінець РК позначається прямокутником з крапкою всередині, а релейний - таким же прямокутником з хрестиком всередині.

Найпростішим розгалуженим рейковим колом є коло, яке входить тільки одна стрілка. 

Відомі два способи ізоляції: з паралельним і послідовним включенням відгалужень. Перший спосіб, що вимагає мінімального числа ізолюючих стиків та рейкових з'єднувачів, а також забезпечує можливість накладання пристроїв кодування АЛСН, є основним і набув широкого поширення як на великих, так і малих станціях (див.рис.нижче).

В розгалуженому рейковому колі з паралельною схемою ізоляції (рис.а) ізостики 1 ізолюють дану секцію від суміжних, стики 2 виключають замикання струму через хрестовину стрілки. Ізостики 2 встановлюють таким чином, щоб забезпечувався контроль цілісності стрілочних з'єднувачів (СС), по яким протікають сигнальні струми. Для забезпечення контролю стрілочного з'єднувача колійне реле вмикають по тому напрямку, по якому встановлені стики 2. Сигнальний струм проходить по колу:

плюс джерела живлення П (в РК змінного струму миттєва полярність) - плюсова рейкова нитка (потовщена лінія) - відгалуження А - обмотка колійного реле СП - мінусова рейкова нитка - стрілочний з'єднувач СС - мінусова нитка відгалуження Б - резистор R0 - мінус джерела живлення.

При обриві з'єднувача колійне реле відпускає якір, фіксуючи несправність РК, але цілісність ниток відгалуження Б не контролюється. Однак в більшості випадків включати всі відгалуження з контролем з'єднувачів просто неможливо. Наприклад, часте встановлення ізостиків по головній колії знижує надійність дії АЛСН. Тому, для забезпечення надійної роботи АЛСН ізостики 2 (рис.б) бажано встановити по боковій колії, а колійне реле - по головній колії.

В такій схемі (рис.б) рейковий з'єднувач не обтікається сигнальним струмом і не контролюється. При пошкодженні СС колійне реле не відпустить якір і не буде контролю зайнятості стрілочної секції. Для підвищення надійності роботи РК з таким способом ізоляції необхідно встановлювати два паралельних рейкових з'єднувача. При цьому контролюється відгалуження А і не контролюється відгалуження Б. Для виключення цього недоліку на відгалуженнях встановлюють додаткові колійні реле (АСП та БСП). В цьому випадку реле СП являється повторювачем контактів цих двох реле. При знеструмленому стані хоча б одного з реле (АСП або БСП) їх загальний повторювач СП замкне тилові контакти, що буде сигналізувати про наявність рухомої одиниці на стрілочній секції або пошкодження рейкової нитки. Загальне число колійних реле в одному рейковому колі не повинно бути більше трьох, а довжини відгалужень не повинні відрізнятися одне від одного більше ніж на 200 м.

У відповідності з існуючими правилами проєктування систем залізничної автоматики колійні реле встановлюються на всіх відгалуженнях, довжини яких перевищують 60 м, а також на всіх відгалуженнях стрілочних ділянок, які входять в маршрути прийому і відправлення, окрім відгалужень з'їздів і глухих перетинів.

На перехресних з'їздах з метою контролю стрілочних з'єднувачів ізостики стрілок однієї стрілочної секції встановлюють по-різному. Наприклад, якщо стики на стрілці 5 (див.рис.а нижче) розташовані на прямому напрямку, то на стрілці 3 - на боковому.

На кодованих перехресних з'їздах при обладнанні їх двонитковими РК ізостики встановлюють по боковій колії з включенням додаткового колійного реле на одній з секцій (див.рис.б нижче), в даному випадку на відгалуження стрілочної секції 1-7СП. Це дозволяє контролювати стрілочні з'єднувачі і більшу частину відгалужень. Літери Т і Р означають відповідно живлячий (трансформаторний) і релейний кінець, а літера К - наявність пристроїв для передачі кодових сигналів АЛС.

СХЕМИ РОЗГАЛУЖЕНИХ РЕЙКОВИХ КІЛ

На розгалужених стрілочних ділянках використовують такі самі рейкові кола, що й на нерозгалужених, при цьому по головній колії передбачають дію АЛС. Передбачають також кодування відгалужень, по яким виконується беззупинний пропуск поїздів зі швидкістю понад 50 км/год.

При автономній тязі використовують рейкові кола змінного струму частотою 50 Гц з реле типу НМВШ2-900/900 (НМВШ2-1000/1000) і безперервним живленням. Рейкові кола змінного 

Рейкові кола змінного струму дозволяють здійснювати центральне живлення пристроїв. Схема рейкового кола допускає двостороннє кодування з головної (А) і однієї з бокових колій (В). З метою підвищення надійності дії рейкового кола колійні реле включають на всіх відгалуженнях. Загальне колійне реле збуджується через послідовно з'єднані фронтові контакти всіх трьох індивідуальних колійних реле, увімкнених на кінцях відгалужень. При вільності РК збуджені колійні реле усіх відгалужень.

Позначення і тип приладів в схемі: СП (АСП, БСП, ВСП, НСП) - колійне реле НМВШ2-900/900 (НМВШ2-1000/1000); ПТ - колійний трансформатор ПРТ-А (ПОБС-2А); РТ - релейний трансформатор ПРТ-А; КТ - кодуючий трансформатор ПОБС-3А.

Для зменшення іскроутворення на контакті трансмітерного реле включають захисний контур Сш - Rш. За відсутності кодування з живлячого кінця із схеми виключають контакт реле Т і іскрогасильний контур; якщо відсутнє кодування з релейного кінця, виключають контакт реле Т, кодовий трансформатор і резистор Rк, релейний трансформатор замінюють на СТ-3. Рейкове коло регулюють зміною напруги на вторинній обмотці колійного трансформатора. Регулювання виконують таким чином, щоб струм АЛС під приймальними котушками при шунтуванні найбільш довгого відгалуження і мінімальному опорі ізоляції був не менше 1,2 А.

Для контролю справності ізостиків на стиках суміжних РК встановлюють однотипні прилади (реле-реле або трансформатор-трансформатор) і здійснюють чергування миттєвих полярностей напруги.

При замиканні ізостиків компенсуються струми суміжних кіл, і колійні реле обох вільних РК відпускають свої якорі, контролюючи замикання ізостиків. Якщо виникне замикання ізостиків при зайнятому рейковому колі, то своє джерело буде зашунтоване, компенсації струмів не буде, а реле отримає підживлення від суміжного РК, то не виключається можливість помилкового збудження колійного реле зайнятого РК. Це є суттєвим недоліком РК безперервного живлення з нейтральним колійним реле.

При кодуванні з релейного кінця миттєва полярність кодового струму АЛС повинна співпадати з полярністю струму від колійного трансформатора, а коло кодування повинне включатися через тиловий контакт колійного реле. У випадку двостороннього кодування для відновлення нормальної роботи РК використовують різнотипні трансмітери КПТШ-5 (515) та КПТШ-7 (715).

При електротязі постійного струму використовують рейкові кола змінного струму 50 Гц з реле типу ДСШ (див.схему нижче). Дросель-трансформатори ДТ-0,2-500 встановлюють по головній колії. Кодування передбачають по головній, а за необхідності і по боковій коліям. На кожному відгалужені встановлюють колійне реле типу ДСШ-12. Загальне колійне реле вмикають через фронтові контакти усіх реле, включених у відгалуження.

На головному відгалуженні колійне реле підключають до додаткової обмотки дросель-трансформатора; на бокових відгалуженнях - через релейні трансформатори ПРТ-А.

В якості живлячого і кодуючого використовують трансформатори ПОБС-3А. Для вирівнювання напруг на колійних реле при різних довжинах відгалужень встановлені резистори Rд1, Rд2, Rд3. Довжини відгалужень не повинні відрізнятися одне від одного більше ніж на 200 м.

Рейкове коло регулюють зміною напруги на вторинній обмотці колійного трансформатора. Для виключення помилкового збудження колійних реле від джерела суміжного РК при пошкодженні ізостиків повинно виконуватися чергування миттєвих полярностей напруг.

При електротязі змінного струму використовують розгалужені рейкові кола змінного струму частотою 25 Гц (див.схему нижче). По головній колії встановлюють дросель-трансформатори ДТ-1-150, а на кожному відгалуженні - колійне реле ДСШ-13, загальний повторювач СП вмикають через фронтові контакти всіх трьох реле. Максимальна (сумарна) довжина РК - 900 м. В якості колійного трансформатора на живлячому та ізолюючого на релейному кінцях використовують трансформатори ПРТ-А, а в якості кодового - ПОБС-3А. Обмежувачами слугують два послідовно увімкнених резистори опором 2,2 Ом. Від завад тягового струму колійні реле захищають електричними фільтрами ЗБ типу ЗБ-ДСШ. Рейкове коло регулюють підбором напруги на вторинній обмотці колійного трансформатора для забезпечення нормативного струму АЛС при шунтуванні найдовшого кодованого відгалуження. Напругу на реле вирівнюють додатковими резисторами 400 Ом, які вмикаються послідовно з первинними обмотками ізолюючих трансформаторів.

Колійні трансформатори та місцеві елементи реле ДСШ-13 отримують живлення від окремих перетворювачів, напруга яких для нормальної роботи фазочутливих реле має бути зсунута по фазі на кут 90°. Для виключення помилкового спрацювання реле від суміжного РК при замиканні ізостиків повинно виконуватися чергування миттєвих полярностей напруги. При кодуванні з релейного кінця миттєва полярність кодового струму в рейках повинна співпадати з миттєвою полярністю струму колійного трансформатора. При цьому кодовий трансформатор вмикається через тиловий контакт повторювача колійного реле.

На стрілках, що примакають до некодованих бокових колій, на ділянках з електротягою використовують однониткові розгалужені РК. В цьому випадку від однониткових рейкових кіл повинно забезпечуватися для тягового струму два виходи до середніх точок дросель-трансформаторів, встановлюваних на стику однониткових і двохниткових кіл. 

При виконанні ізоляції стрілок використовують типові стрілочні з'єднувачі. На лініях без електротяги використовують стрілочні з'єднувачі зі сталевого оцинкованого тросу, а на ділянках з електротягою - з'єднувачі з мідних дротів загальною площею поперечного перетину 70 мм2  для постійного струму і 50 мм2  - для змінного струму.

Мідними приварними з'єднувачами обладнують двохниткові дросельні РК і тягові нитки однониткових РК. Нетягові нитки однониткових рейкових кіл та рейкових кіл без пропуску тягового струму обладнують сталевими стиковими з'єднувачами.

Вище було розглянуто три типи розгалужених РК, які використовуються в залежності від виду тяги поїздів. В умовах експлуатації використовують більшу кількість різних типів розгалужених РК. Це обумовлено різномаїттям конкретних умов експлуатації: числом і параметрами джерел електропостачання, колійним розвитком станції, родом тяги поїздів, розмірами руху і рядом інших причин.